[发明专利]带有具有至少一个切口的电极线圈的电池电芯

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池电芯，其具有包括正电极和负电极的电极线圈，正电极和负电极与布置在其之间的分离器一起形成电极线圈的绕组并且分别具有没有涂层的区域，在这些没有涂层的区域中设有至少一个第一区段，在该第一区段中绕组的弯曲最大并且在该第一区段处电极线圈被切割。

背景技术

目前的趋势是，未来不仅在固定不动的应用中、例如在风力发电设备中，而且在车辆中、例如在混合动力和电动车辆中，越来越多地使用新型电池、电池电芯或电池系统，特别是锂离子电池系统，在安全方面对它们提出了最高的要求。

特别是锂离子电池电芯具有至少一个正电极和负电极、也称为阴极和阳极，其能够可逆地储存和再次释放锂离子。离子的储存也被称为嵌入，而离子的释放也被称为脱嵌。在此，电极的概念在本文中理解为集电薄膜的复合物，其单侧地或双侧地涂覆有活性材料和电极粘合剂。在此，电池电芯可具有堆叠的设计，但是或者也可具有所谓的缠绕的设计。具有缠绕设计的电池电芯也被称为缠绕电芯。在缠绕的电池电芯、即缠绕电芯或其中使用的电极线圈的情况下，在现有技术中，又区分成所谓的圆形线圈和所谓的扁平线圈。圆形线圈圆形地缠绕，而扁平地缠绕的扁平线圈具有基本上卵形的、非圆形的或不圆的设计。

不仅电极线圈的正电极而且其负电极分别具有没有涂层的区域，其中，该没有涂层的区域在现有技术中常常通过导电的放电体薄膜形成，该放电体薄膜分别与电极线圈的正电极或者负电极导电连接。为了使在电池电芯之内的缠绕电芯的电极线圈与外部的电池电芯端子导电连接，在电池电芯之内为每个电池电芯端子设置一个导电的集电元件，其与电池电芯端子和正电极或负电极的没有涂层的区域导电连接。

该集电元件，大多数情况下为金属的集电元件在现有技术中常常具有叉形形状。在如此实施的集电元件的各个接片处分别固定地焊接正电极或负电极的没有涂层的区域。此外，在现有技术的缠绕电芯中常常使用电极，在其中，没有涂层的区域位于电极线圈外部，从而可简单地到达电极的没有涂层的区域。在这种电池电芯中，集电元件大多数情况下被焊接到没有涂层的区域的外部。

例如，文献US2011/0183191A1公开了一种这种类型的具有缠绕设计的锂离子电池电芯，其具有与集电板相连接的集电端子，该集电板再次与缠绕的电池电芯的没有涂层的区段相连接。

现有技术的电池电芯的扁平缠绕或扁平压制的电极线圈在其大小或其厚度方面受到限制，这尤其存在于在电极线圈的转向区域中的绕组的大的弯曲，该弯曲在电极线圈过厚或过高时不利地影响电流性能。此外，在其中集电元件可通过直的面焊接到电极线圈处的区域在扁平缠绕的电极线圈中相对较小。

发明内容

根据本发明提供一种电池电芯，其包括第一电池电芯端子和第二电池电芯端子以及至少一个扁平地缠绕的电极线圈，该电极线圈具有正电极、负电极和布置在正电极和负电极之间的分离器，它们共同形成电极线圈的绕组。此外，电池电芯包括：导电的第一集电元件，其与正电极的没有涂层的区域和第一电池电芯端子导电连接；以及导电的第二集电元件，其与负电极的没有涂层的区域和第二电池电芯端子导电连接。根据本发明，电极线圈在其没有涂层的区域之一的至少一个第一区段处垂直于缠绕方向并且沿着没有涂层的区域的长度和高度的至少一部分被切割，电极线圈的绕组的弯曲在所述至少一个第一区段处最大。

在如此实施的电池电芯中，没有涂层的区域、即电极线圈或其绕组的放电体薄膜相对于现有技术可以实施成更平，这实现了在电池电芯之内布置更多数量的电极线圈。此外，根据本发明实施的电池电芯的电极线圈由于没有涂层的区域更加扁平的表面或由于电极线圈的没有涂层的区域更加扁平的较少卵形的几何结构提供了用于其通过第一集电元件和/或第二集电元件电连接的更好的可能性。

在一个优选的实施形式中，电极线圈此外在其没有涂层的区域之一的至少一个另外的区段处垂直于缠绕方向并且沿着没有涂层的区域的长度和高度的至少一部分被切割，在所述至少一个另外的区段处其绕组的弯曲同样最大。在如此实施的电池电芯中，电极线圈再次可实施成更平的，因为其在另外的区段中也不再具有弯曲部或不再具有转向部。在如此实施的电池电芯中也可显著提高电池电芯第一集电元件或第二集电元件与正电极或负电极或者说电极线圈电极的没有涂层的区域相连接或焊接的区域。